混合PEM中具有灵活侧链的共价有机框架能够实现高效的质子导电性
Ziwen Liu1,2, Xiao Pang1,2, Benbing Shi1,2
1Key Laboratory for Green Chemical Technology of Ministry of Education, School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China. wuhong@tju.edu.cn.
使用离子共价有机框架 (iCOF) 的新型混合质子交换膜 (PEM) 显著提高了电化学压缩 (EHC) 的效率. 这些iCOF-SPEEK膜为先进的能源应用提供卓越的质子导电性和机械强度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 电化学压缩 (EHC) 需要先进的质子交换膜 (PEM).
- 现有的PEM通常缺乏实际EHC所需的质子导电性和机械强度.
- 开发新材料对于提高EHC性能至关重要.
研究的目的:
- 为增强的EHC应用合成和描述新的混合PEM.
- 研究离子共价有机框架 (iCOFs) 在改善膜性质方面的作用.
- 评估这些混合膜在EHC中的性能.
主要方法:
- 通过将iCOF纳入硫化聚 (乙) 基 (SPEEK) 矩阵来制造混合PEM.
- 用可调节的侧链合成iCOF,以优化质子运输和机械性能.
- 膜性质的表征,包括质子导电性,机械强度和EHC中的性能.
主要成果:
- 混合PEM显示了540.4mS cm-1的增强质子导电性在80°C和100%的RH.
- 膜实现了 120.41 MPa 的高机械强度.
- 在EHC应用中表现出优异的性能,在30°C和100%RH时达到2.3MPa.
结论:
- 开发的iCOF-SPEEK混合PEM显示了EHC技术的巨大潜力.
- 结合iCOFs有效地提高了质子传输和机械稳定性.
- 这些发现为更高效,更强大的压缩系统铺平了道路.
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